Cos'è l'etere di cellulosa?

L'etere di cellulosa è un composto polimerico con una struttura etere fatta di cellulosa. Ogni anello di glucosile nella macromolecola di cellulosa contiene tre gruppi idrossilici, il gruppo idrossile primario sul sesto atomo di carbonio, il gruppo idrossile secondario sulla seconda e il terzo atomi di carbonio e l'idrogeno nel gruppo idrossilico viene sostituito da un gruppo di idrocarburi per generare cose dei derivati ​​di cellulosio. È un prodotto in cui l'idrogeno del gruppo idrossilico nel polimero di cellulosa viene sostituito da un gruppo di idrocarburi. La cellulosa è un composto polimero di poliidrossi che non si dissolve né si scioglie. Dopo l'eterificazione, la cellulosa è solubile in acqua, la soluzione alcali diluita e il solvente organico e ha la termoplasticità.

La cellulosa è un composto polimero di poliidrossi che non si dissolve né si scioglie. Dopo l'eterificazione, la cellulosa è solubile in acqua, la soluzione alcali diluita e il solvente organico e ha la termoplasticità.

1.Nature ：

La solubilità della cellulosa dopo l'eterificazione cambia in modo significativo. Può essere sciolto in acqua, acido diluito, alcali diluito o solvente organico. La solubilità dipende principalmente da tre fattori: (1) Le caratteristiche dei gruppi introdotti nel processo di eterificazione, maggiore è il più grande del gruppo, più basso è la solubilità e più forte è la polarità del gruppo introdotto, più facile l'etere della cellulosa è dissolvere in acqua; (2) Il grado di sostituzione e la distribuzione di gruppi eredificati nella macromolecola. La maggior parte degli eteri di cellulosa può essere sciolto solo in acqua con un certo grado di sostituzione e il grado di sostituzione è compreso tra 0 e 3; (3) il grado di polimerizzazione dell'etere di cellulosa, maggiore è il grado di polimerizzazione, meno solubile; Più basso è il grado di sostituzione che può essere sciolto in acqua, più ampia è la gamma. Esistono molti tipi di eteri di cellulosa con prestazioni eccellenti e sono ampiamente utilizzati in costruzione, cemento, petrolio, cibo, tessile, detergente, vernice, medicina, realizzazione di carta e componenti elettronici e altri settori.

2. Sviluppare ：

La Cina è il più grande produttore e consumatore di etere di cellulosa al mondo, con un tasso di crescita medio annuo superiore al 20%. Secondo le statistiche preliminari, ci sono circa 50 imprese di produzione di etere di cellulosa in Cina, la capacità di produzione progettata dell'industria dell'etere di cellulosa ha superato i 400.000 tonnellate e ci sono circa 20 imprese con oltre 10.000 tonnellate, principalmente distribuite a Shandong, Hebei, Chongqing e Jiangss. , Zhejiang, Shanghai e altri luoghi.

3. Bisogno ：

Nel 2011, la capacità di produzione CMC cinese era di circa 300.000 tonnellate. Con la crescente domanda di eteri di cellulosa di alta qualità in settori come medicina, cibo e sostanze chimiche quotidiane, la domanda interna di altri prodotti etere di cellulosa diversi dalla CMC è in aumento. , la capacità produttiva di MC/HPMC è di circa 120.000 tonnellate e quella di HEC è di circa 20.000 tonnellate. PAC è ancora nella fase di promozione e applicazione in Cina. Con lo sviluppo di grandi giacimenti petroliferi offshore e lo sviluppo di materiali da costruzione, cibo, sostanze chimiche e altri settori, la quantità e il campo del PAC sono in aumento e si espandono di anno in anno, con una capacità produttiva di oltre 10.000 tonnellate.

4. Classificazione ：

Secondo la classificazione della struttura chimica dei sostituenti, possono essere divisi in eteri anionici, cationici e non ionici. Depending on the etherification agent used, there are methyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, ethyl cellulose, benzyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose cellulose, cyanoethyl cellulose, benzyl cyanoethyl cellulose, carboxymethyl hydroxyethyl cellulose and phenyl cellulose, ecc. metil cellulosa ed etil cellulosa sono più pratici.

Metilcellulosa ：

Dopo che il cotone raffinato è stato trattato con alcali, l'etere di cellulosa viene prodotto attraverso una serie di reazioni con cloruro di metano come agente di eterificazione. In generale, il grado di sostituzione è 1,6 ~ 2,0 e la solubilità è anche diversa con diversi gradi di sostituzione. Appartiene all'etere non ionico di cellulosa.

(1) La metilcellulosa è solubile in acqua fredda e sarà difficile dissolversi in acqua calda. La sua soluzione acquosa è molto stabile nell'intervallo di pH = 3 ~ 12. Ha una buona compatibilità con amido, gomma di guar, ecc. E molti tensioattivi. Quando la temperatura raggiunge la temperatura di gelificazione, si verifica la gelatazione.

(2) La ritenzione idrica del metil cellulosa dipende dalla sua quantità di addizione, viscosità, dimensione delle particelle e tasso di dissoluzione. In generale, se l'importo aggiuntivo è grande, la finezza è piccola e la viscosità è grande, il tasso di ritenzione idrica è elevato. Tra questi, la quantità di aggiunta ha il maggiore impatto sul tasso di ritenzione idrica e il livello di viscosità non è direttamente proporzionale al livello del tasso di ritenzione idrica. Il tasso di dissoluzione dipende principalmente dal grado di modifica della superficie delle particelle di cellulosa e della finezza delle particelle. Tra gli eteri di cellulosa di cui sopra, il metil cellulosa e l'idrossipropil metil cellulosa hanno tassi di ritenzione idrica più elevati.

(3) I cambiamenti di temperatura possono influire seriamente sulla ritenzione idrica del metil cellulosa. Generalmente, maggiore è la temperatura, maggiore è la ritenzione idrica. Se la temperatura del mortaio supera i 40 ° C, la ritenzione idrica della metil cellulosa sarà significativamente ridotta, influenzando seriamente la costruzione del mortaio.

(4) Il metil cellulosa ha un effetto significativo sulla lavorabilità e la coesione del mortaio. L '"adesività" qui si riferisce alla forza di legame avvertita tra lo strumento di applicatore del lavoratore e il substrato a parete, cioè la resistenza al taglio del mortaio. L'adesività è elevata, la resistenza al taglio del mortaio è grande e anche la forza richiesta dai lavoratori in fase di utilizzo è grande e le prestazioni di costruzione del mortaio sono scarse. La coesione di metil cellulosa è a un livello medio nei prodotti etere di cellulosa.

Idrossipropilmetilcellulosa ：

L'idrossipropil metilcellulosa è una varietà di cellulosa la cui produzione e consumo stanno aumentando rapidamente. È un etere misto di cellulosa non ionico realizzato in cotone raffinato dopo alcalizzazione, usando ossido di propilene e metil cloruro come agente di eterificazione, attraverso una serie di reazioni. Il grado di sostituzione è generalmente 1,2 ~ 2,0. Le sue proprietà variano a seconda del rapporto tra contenuto di metossile e contenuto di idrossipropil.

(1) L'idrossipropil metilcellulosa è facilmente solubile in acqua fredda e incontrerà difficoltà a dissolversi in acqua calda. Ma la sua temperatura di gelificazione nell'acqua calda è significativamente superiore a quella del metil cellulosa. Anche la solubilità nell'acqua fredda è notevolmente migliorata rispetto al metil cellulosa.

(2) La viscosità dell'idrossipropil metilcellulosa è correlata al suo peso molecolare e maggiore è il peso molecolare, maggiore è la viscosità. La temperatura influisce anche sulla sua viscosità, all'aumentare della temperatura, la viscosità diminuisce. Tuttavia, l'influenza della sua elevata viscosità e temperatura è inferiore a quella del metil cellulosa. La sua soluzione è stabile se conservata a temperatura ambiente.

(3) La ritenzione idrica dell'idrossipropil metilcellulosa dipende dalla sua quantità di addizione, viscosità, ecc. E il suo tasso di ritenzione idrica sotto la stessa quantità di aggiunta è superiore a quella della metil cellulosa.

(4) L'idrossipropil metilcellulosa è stabile per acido e alcali e la sua soluzione acquosa è molto stabile nell'intervallo di pH = 2 ~ 12. La soda caustica e l'acqua di calce hanno scarso effetto sulle sue prestazioni, ma gli alcali possono accelerare la sua dissoluzione e aumentare leggermente la sua viscosità. L'idrossipropil metilcellulosa è stabile per i sali comuni, ma quando la concentrazione di soluzione salina è elevata, la viscosità della soluzione di idrossipropil metilcellulosio tende ad aumentare.

(5) L'idrossipropil metilcellulosa può essere miscelato con composti polimerici solubili in acqua per formare una soluzione uniforme e maggiore di viscosità. Come alcool polivinile, etere di amido, gomma vegetale, ecc.

(6) L'idrossipropil metilcellulosa ha una migliore resistenza agli enzimi rispetto alla metilcellulosa e la sua soluzione ha meno probabilità di essere degradata dagli enzimi rispetto alla metilcellulosa.

(7) L'adesione dell'idrossipropil metilcellulosio alla costruzione di mortaio è superiore a quella della metilcellulosa.

Idrossietil cellulosa ：

È realizzato in cotone raffinato trattato con alcali e ha reagito con ossido di etilene come agente di eterificazione in presenza di isopropanolo. Il suo grado di sostituzione è generalmente 1,5 ~ 2,0. Ha una forte idrofilia ed è facile da assorbire l'umidità.

(1) L'idrossietil cellulosa è solubile in acqua fredda, ma è difficile dissolversi in acqua calda. La sua soluzione è stabile ad alta temperatura senza gelificazione. Può essere usato per lungo tempo ad alta temperatura in mortaio, ma la sua ritenzione idrica è inferiore a quella della cellulosa metil.

(2) L'idrossietil cellulosa è stabile per l'acido generale e gli alcali e gli alcali possono accelerare la sua dissoluzione e aumentare leggermente la sua viscosità. La sua dispersibilità nell'acqua è leggermente peggiore di quella di metil cellulosa e idrossipropil metil cellulosa.

(3) L'idrossietil cellulosa ha buone prestazioni anti-SAG per il mortaio, ma ha un tempo di ritardo più lungo per il cemento.

(4) le prestazioni diidrossietil cellulosaProdotto da alcune imprese domestiche è ovviamente inferiore a quella del metil cellulosa a causa del suo alto contenuto di acqua e del suo alto contenuto di ceneri.

(5) La muffa della soluzione acquosa di idrossietil cellulosa è relativamente grave. A una temperatura di circa 40 ° C, la muffa può verificarsi entro 3-5 giorni, il che influenzerà le sue prestazioni.

Carbossimetil cellulosa ：

L'etere lonico di cellulosa è realizzato con fibre naturali (cotone, ecc.) Dopo il trattamento alcalino, usando il monocloroacetato di sodio come agente di eterificazione e sottoposti a una serie di trattamenti di reazione. Il grado di sostituzione è generalmente 0,4 ~ 1,4 e le sue prestazioni sono notevolmente influenzate dal grado di sostituzione.

(1) Il carbossimetil cellulosa è più igroscopica e conterrà più acqua se conservato in condizioni generali.

(2) La soluzione acquosa di carbossimetil cellulosa non produce gel e la viscosità diminuisce con l'aumento della temperatura. Quando la temperatura supera i 50 ° C, la viscosità è irreversibile.

(3) La sua stabilità è fortemente influenzata dal pH. Generalmente, può essere usato nel mortaio a base di gesso, ma non nel mortaio a base di cemento. Quando altamente alcalino, perderà la viscosità.

(4) La sua ritenzione idrica è molto più bassa del metil cellulosa. Ha un effetto ritardante sul mortaio a base di gesso e ne riduce la forza. Tuttavia, il prezzo della carbossimetil cellulosa è significativamente inferiore a quello della metil cellulosa.

Cellulosa alchil etere ：

Quelli rappresentativi sono metil cellulosa ed etil cellulosa. Nella produzione industriale, il metil cloruro o il cloruro di etil viene generalmente usato come agente di eterificazione e la reazione è la seguente:

Nella formula, R rappresenta CH3 o C2H5. La concentrazione di alcali non solo influisce sul grado di eterificazione, ma influisce anche sul consumo di alogenuri alchilici. Più bassa è la concentrazione di alcali, più forte è l'idrolisi dell'alogenuro alchilico. Al fine di ridurre il consumo di agente eterificante, la concentrazione di alcali deve essere aumentata. Tuttavia, quando la concentrazione di alcali è troppo elevata, l'effetto gonfiore della cellulosa viene ridotto, il che non è favorevole alla reazione di eterificazione e il grado di eterificazione è quindi ridotto. A tale scopo, durante la reazione può essere aggiunta una liscivia concentrata o una liscivia solida. Il reattore dovrebbe avere un buon dispositivo agitato e strappamento in modo che gli alcali possano essere distribuiti uniformemente. La cellulosa metil è ampiamente usata come addensante, adesivo e colloide protettivo ecc. Può anche essere usato come disperdente per la polimerizzazione di emulsione, un disperdente legame per semi, un liquame tessile, un additivo per alimenti e cosmetici, un aumento dei tempi, un aumento del cingoli, una miscela per la controllo del cima, il calo dei cosmetici, la miscela di ambientazione e la miscela di ambientazione, un aumento dei tempi di ambientazione e la formazione iniziale del cingoli, un aumento dei tempi di ambientazione e la modalità resistenza, ecc. I prodotti di etil cellulosa hanno un'elevata resistenza meccanica, flessibilità, resistenza al calore e resistenza al freddo. La cellulosa etil-cellulosa a basso contenuto di sostituti è solubile in acqua e soluzioni alcaline diluite e i prodotti al rialzo sono solubili nella maggior parte dei solventi organici. Ha una buona compatibilità con varie resine e plastificanti. Può essere usato per realizzare materie plastiche, film, vernici, adesivi, lattice e materiali di rivestimento per i farmaci, ecc. L'introduzione di gruppi idrossialchilici in eteri alchilici di cellulosa può migliorare la sua solubilità, ridurre la sua sensibilità alle relazioni, aumentano le relazioni di gelio gruppi idrossialchilici.

Cellulosa idrossialchil etere ：

Quelli rappresentativi sono idrossietil cellulosa e idrossipropil cellulosa. Gli agenti eredificanti sono epossidi come ossido di etilene e ossido di propilene. Usa acido o base come catalizzatore. La produzione industriale deve reagire con cellulosa alcalino con agente di eterificazione: idrossietil cellulosa con un alto valore di sostituzione è solubile sia in acqua fredda che in acqua calda. L'idrossipropil cellulosa con alto valore di sostituzione è solo solubile in acqua fredda ma non in acqua calda. L'idrossietil cellulosa può essere utilizzato come addensante per rivestimenti in lattice, stampa tessile e paste di tintura, materiali di dimensionamento della carta, adesivi e colloidi protettivi. L'uso dell'idrossipropil cellulosa è simile a quello dell'idrossietil cellulosa. L'idrossipropil cellulosa con basso valore di sostituzione può essere utilizzato come eccipiente farmaceutico, che può avere proprietà di legame e disintegrazione.

Il carbossimetil cellulosa, l'abbreviazione inglese CMC, esiste generalmente sotto forma di sale di sodio. L'agente eterificante è l'acido monocloroacetico e la reazione è la seguente:

Il carbossimetil cellulosa è l'etere di cellulosa solubile in acqua più utilizzato. In passato, è stato usato principalmente come fango perforato, ma ora è stato esteso per essere usato come additivo di detersivo, liquami di abbigliamento, vernice in lattice, rivestimento di cartone e carta, ecc. Cellulosa carboxetil pura può essere usato in cibo, medicina, cosmetici e anche come adesivo per ceramiche e stampi.

La cellulosa polianionica (PAC) è un etere ionico di cellulosa ed è un prodotto sostitutivo di fascia alta per carbossimetil cellulosa (CMC). È una polvere o un granulo bianco, bianco o leggermente giallo, non tossico, insapore, facile da dissolversi in acqua per formare una soluzione trasparente con una certa viscosità, ha una migliore stabilità e resistenza al sale di resistenza al calore e forti proprietà antibatteriche. Nessun mucchio e deterioramento. Ha le caratteristiche di elevata purezza, alto grado di sostituzione e distribuzione uniforme dei sostituenti. Può essere usato come legante, addensante, modificatore di reologia, riduttore della perdita di fluidi, stabilizzatore di sospensioni, ecc. La cellulosa polianionica (PAC) è ampiamente utilizzata in tutti i settori in cui è possibile applicare la CMC, il che può ridurre notevolmente il dosaggio, facilitare l'uso, fornire una migliore stabilità e soddisfare requisiti di processo più elevati.

Il cellulosa cellulosa è il prodotto di reazione di cellulosa e acrilonitrile sotto la catalisi degli alcali.

Il cellulosa cellulosa ha un coefficiente di costante dielettrico e a bassa perdita e può essere utilizzato come matrice di resina per lampade di fosfori ed elettroluminescenti. Il cellulosa cellulosa a basso contenuto di sostituito può essere usato come carta isolante per i trasformatori.

Eteri alcolici grassi più alti, eteri alchenilici e eteri di alcol aromatico della cellulosa sono stati preparati, ma non sono stati usati in pratica.

I metodi di preparazione dell'etere di cellulosa possono essere divisi nel metodo del mezzo d'acqua, nel metodo del solvente, nel metodo di impasto, nel metodo del liquame, nel metodo del gas-solido, nel metodo della fase liquida e nella combinazione dei metodi di cui sopra.

5. Principio di preparazione:

L'alta polpa di α-cellulosa è immersa con soluzione alcalina per gonfiarlo per distruggere più legami idrogeno, facilitare la diffusione dei reagenti e generare cellulosa alcalino e quindi reagire con l'agente eterificale per ottenere etere di cellulosa. Gli agenti eredificanti includono alogenuri idrocarburi (o solfati), epossidi e composti insaturi α e β con accettori di elettroni.

6. Prestazioni di base:

Le miscele svolgono un ruolo chiave nel migliorare le prestazioni della costruzione di malta a miscelazione a secco e rappresentano oltre il 40% del costo del materiale nel mortaio a miscelazione a secco. Una parte considerevole della miscela nel mercato interno è fornita da produttori stranieri e il dosaggio di riferimento del prodotto è fornito anche dal fornitore. Di conseguenza, il costo dei prodotti a mortaio a miscelazione a secco rimane elevato ed è difficile diffondere i mortai comuni in muratura e intonaco con una grande quantità e una vasta gamma. I prodotti di mercato di fascia alta sono controllati da società straniere e i produttori di mortai a miscelazione a secco hanno bassi profitti e scarsa accessibilità dei prezzi; L'applicazione delle miscele manca di ricerche sistematiche e mirate e segue alla cieca formule straniere.

L'agente di ritenzione dell'acqua è una miscela chiave per migliorare le prestazioni di ritenzione idrica del mortaio a miscelazione a secco ed è anche una delle miscele chiave per determinare il costo dei materiali del mortaio a miscelazione a secco. La funzione principale dietere di cellulosaè la ritenzione idrica.

L'etere di cellulosa è un termine generale per una serie di prodotti prodotti dalla reazione di cellulosa alcalino e agente eredificante in determinate condizioni. La cellulosa alcalino è sostituita da diversi agenti eredificanti per ottenere diversi eteri di cellulosa. Secondo le proprietà di ionizzazione dei sostituenti, gli eteri di cellulosa possono essere divisi in due categorie: ionico (come carbossimetil cellulosa) e non ionico (come metil cellulosa). Secondo il tipo di sostituente, l'etere di cellulosa può essere diviso in monoetere (come metil cellulosa) ed etere misto (come idrossipropil metil cellulosa). Secondo la diversa solubilità, può essere diviso in solubilità idrica (come idrossietil cellulosa) e solubilità organica solvente (come l'etil cellulosa). Il mortaio a miscelazione a secco è principalmente cellulosa solubile in acqua e la cellulosa solubile in acqua è divisa in tipo istantaneo e tipo di dissoluzione ritardata trattata in superficie.

Il meccanismo d'azione dell'etere di cellulosa in mortaio è il seguente:

(1) Dopo che l'etere di cellulosa nel mortaio viene sciolto in acqua, la distribuzione effettiva e uniforme del materiale cementizio nel sistema viene garantita a causa dell'attività superficiale e l'etere di cellulosa, come un colloide protettivo, "avvolge anche le particelle solide per la fluidità e la fluidità della fluidità e la fluidità della fluidità e della fluidità della fluidità e della fluidità della fluidità e della fluidità della fluidità e della fluidità della fluidità e della fluidità della fluidità e della fluidità della fluidità e della fluidità della fluidità e della fluidità della fluidità e della fluidità della fluidità e della fluidità della fluidità e della fluidità della fluidità. di costruzione.

(2) A causa della propria struttura molecolare, la soluzione di etere di cellulosa rende l'umidità nel mortaio non facile da perdere e lo rilascia gradualmente per un lungo periodo di tempo, dotando il mortaio di buona ritenzione idrica e lavorabilità.